供稿：李天洲，武汉大学
校稿：胡秋霜，武汉大学
推送：胡秋霜，武汉大学
今天给大家分享的文献发表在Environmental Science & Technology上，标题为Metabolomic Alterations Associated with Phthalate Exposures among Pregnant Women in Puerto Rico，通讯作者为密歇根大学公共卫生学院的Deborah J. Watkins教授。
邻苯二甲酸酯作为一种常见的合成化学品，广泛用于生产各类消费品和个人护理产品，因其易于从产品中迁移，导致人群普遍暴露。大量的生物监测数据表明，美国大部分成人的尿液中均能检测到邻苯二甲酸酯的代谢物，而这些化学物质还能够穿过胎盘屏障并在母乳中被发现。邻苯二甲酸酯暴露与早产、流产、子痫前期、胎儿生长受限等妊娠不良结局以及儿童和青少年的神经发育、内分泌和心脏代谢问题相关。尽管有一些关于邻苯二甲酸酯可能导致内分泌干扰、氧化应激和炎症的证据，但邻苯二甲酸酯的具体生物学机制尚不明确。近年来，代谢组学技术的进步为理解环境暴露与健康之间的关系提供了新的视角，但目前关于邻苯二甲酸酯暴露与代谢特征变化的研究仍存在差异，特别是脐带血代谢组方面的研究较为缺乏。本研究计划通过评估产前邻苯二甲酸酯暴露与母体和脐带血代谢特征的关系，揭示邻苯二甲酸酯暴露可能引起的代谢紊乱，进而推测影响母婴健康的机制。
研究设计概述
作者招募了2010年至2017年妊娠早期（12-16周）的孕妇，纳入排除标准为：年龄在18-40岁之间；居住在波多黎各北部喀斯特地区；怀孕前三个月未使用口服避孕药；未通过体外受精怀孕且无相关产科并发症。研究在妊娠18周、22周和26周分别收集孕妇的尿液、血浆样本，并在产后收集脐带血样本（母体血浆组n = 99；子代脐带血组n=85）。
作者利用高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱对孕妇血浆、脐带血样本进行非靶向代谢组学检测，在排除缺失强度值超过30%的特征后最终在血浆和脐带血中分别确定了323和273个代谢特征。尿中邻苯二甲酸酯代谢物则由在线固相萃取结合高效液相色谱串联质谱进行定量，共检测了15种邻苯二甲酸酯代谢物以及2种来自对苯二甲酸二酯（DEHTP）、环己烷-1，2-二羧酸二异壬酯（DINCH）的代谢物，在排除检出率＜70%的代谢物后，最终在母体血浆和脐带血中分别确定了8种和10种邻苯二甲酸酯代谢物。
全代谢组关联研究（MWAS）用于探索邻苯二甲酸酯暴露和代谢特征之间的关联，此分析生成了2584个（母体组：8种邻苯二甲酸酯代谢物×323个代谢特征）和2730个（脐带血组：10种邻苯二甲酸酯代谢物×273个代谢特征）模型，通过单位变化来量化代谢特征与邻苯二甲酸酯代谢物之间的关联强度，计算对数转化和标准化处理后的邻苯二甲酸酯浓度增加一个单位时代谢特征强度的变化。
结果显示，在MWAS中，34个母体血浆代谢特征与邻苯二甲酸二酯（DEHP）和邻苯二甲酸单酯（MCPP）的几何均数浓度的关联具有统计学意义（图1和图2）。此外，与母体血浆样本相比，脐带血样本中产前邻苯二甲酸酯浓度与代谢特征之间的显著相关性较低（图1）。
图1 邻苯二甲酸酯代谢物与血浆及脐带血代谢特征关联曼哈顿图
图2 邻苯二甲酸酯暴露与母体血浆代谢特征之间关联的β系数热图
母体血浆代谢特征的相关网络由323个代谢特征构成，这些代谢特征通过286条边连接在一起（图3）。该网络由一个突出的模块和几个较小的子模块组成，模块1包括属于多个化学类别的特征子集群，模块2主要由氨基酸组成，而模块3没有任何主要化学类别。模块1中，肉碱和脂肪酸亚簇包括几个以前被认为是早产（PTB）预测因子的特征或与邻苯二甲酸酯水平显著相关的特征。模块2中的大多数特征与邻苯二甲酸酯水平升高显著相关。虽然模块3不以特定化学类别的特征为主导，但它包括羟基丙酸，该酸由MCPP上调，与棉子糖呈负相关，也被认为是区分PTB病例和对照的重要特征。
在这项研究中，作者确定了DEHP和MCCP与母体血浆代谢特征之间的几个显著关联，分层聚类进一步分析证实了研究结果，而相关网络分析表明这些代谢改变之间可能存在相互联系，突出了可能涉及将邻苯二甲酸酯暴露与早产联系起来的途径的特征。
图3 母体血浆代谢特征的相关网络
总体而言，本研究结果强调了邻苯二甲酸酯暴露对母体和胎儿代谢的复杂影响，突出了代谢组学作为理解相关生物过程的工具的重要性。未来的研究应侧重于扩大样本量，探索邻苯二甲酸酯混合物的影响，并在更大、更多样化的人群中验证已确定的代谢特征。
文章编号：451
原文链接：
https://doi.org/10.1021/acs.est.4c03006
原文引用：
Ram C. Siwakoti, Gayatri Iyer, Margaret Banker, Zaira Rosario, Carmen M. Vélez-Vega, Akram Alshawabkeh, José F. Cordero, Alla Karnovsky, John D. Meeker, Deborah J. Watkins*. Metabolomic Alterations Associated with Phthalate Exposures among Pregnant Women in Puerto Rico. Environ. Sci. Technol., 2024;58(41): 18076-18087.
